một số phương pháp kiểm tra độ cứng trong thực phẩm

Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
MỤC LỤC
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH
Bảng 1.1. Bảng phân loại thuộc tính cấu trúc theo tác giả 5
Hình 2.1. Ảnh hưởng của dạng hình học tới kết quả đo 8
Hình 2.2. Biểu đồ mối tương quan giữa lực và thời gian 10
Hình 2.3. Biểu đồ độ cứng của thực phẩm theo phương pháp TP 11
Hình 2.4. Biểu đồ tính chất vật lý Stringiness và springiness của thực phẩm 11
Hình 2.5. Kết cấu (cohesiveness) của thực phẩm theo phương pháp TPA 12
Hình 2.6. Giản đồ đơn giản của một thiết bị nén ngược 15
Hình 3.1. Thiết bị Chatillon MT150 18
Hình 3.2. Thiết bị TAPlus 19
Hình 3.3. Thiết bị đâm xuyên Instron và que đâm xuyên 20
Hình 3.4. Thiết bị Instron số 2830-018 22
Hình 3.5. Một số loại máy đo độ cứng khác 23
Hình 3.6.Phân tích cấu trúc của táo bằng phần mềm NEXYGENPlus 24
Hình 3.7. Thiết bị đo độ cứng Instron và que đâm xuyên 26
Hình 3.8. Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm của bánh cookie 28
Hình 3.9. Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm của bánh semi-sweet 28
Hình 3.10. Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm của bánh cracker 29
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
TÀI LIỆU THAM KHẢO
/> />id=eSF6zS8n2QoC&pg=PA182&lpg=PA182&dq=texture+profile+analysis+
(TPA)&source=bl&ots=0RWJzuJvYN&sig=bnODI8t1wAhGVAFb2m0B_p_gUMg&hl=
vi&sa=X&ei=iL-ZUbLaGujmiAex-
4HIAQ&ved=0CFgQ6AEwBA#v=onepage&q=texture%20profile%20analysis
%20(TPA)&f=false
/> /> /> />pham-tau-hu-tu-ca-basa-2804/
/>truc-banh-bich-quy-5239/
/>pham-tau-hu-tu-ca-basa-2804/

Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
GIỚI THIỆU
Ngành công nghệ chế biến thực phẩm có nguồn gốc lịch sử khi thực phẩm được
chế biến để chống lại sự phá hoại của động vật gặm nhấm, tăng giá trị cũng như thời gian
bảo quản của thực phẩm.Các thiết bị chế biến thực phẩm chủ yếu theo phương pháp thủ
công như sử dụng sức gió, nước hay sức kéo của động vật,…
Tuy nhiên khi xã hội đã phát triển, xu hướng chuyên môn hóa cũng như thương
mại phát triển.Cuối thế kỷ 19, sự hiểu biết về khoa học đã bắt đầu thay đổi nền công
nghiệp sản xuất thực phẩm dựa trên kinh nghiệm đã chuyển sang nền công nghiệp sản
xuất dựa trên khoa học và điều này đã kéo dài cho đến tận ngày nay
Ở các nước công nghiệp, thị trường của các sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn
đang thay đổi.Người tiêu dùng không còn đòi hỏi những sản phẩm thực phẩm có thể bảo
quản hành tháng ở nhiệt độ môi trường nữa. Sự ra đời của lò vi sóng, tủ lạnh đòi hỏi nhu
cầu với thực phẩm là tiện lợi cho chế biến, thích hợp bảo quản trong tủ lạnh và đặc biệt
thực phẩm phải gần giống với trạng thái tự nhiên của chúng.
Các nhà chế biến thực phẩm bắt đầu quan tâm tới các tính chất và những biến đổi
làm hưởng đến cấu trúc của sản phẩm thực phẩm trong công nghiệp thực phẩm nhằm
phát triển những sản phẩm mới và cải tiến sản phẩm.
Họ dùng những thiết bị lưu biến để đo tính chất cấu trúc của thực phẩm như độ
giòn, độ dai, độ chín, độ dính, tính dễ vỡ, độ nhớt và độ mềm. Những tính chất này có thể
phân biệt khách quan những sản phẩm mới.
+ Độ mềm của sản phẩm thịt và sản phẩm họ đậu cũng như độ giòn của sản
phẩm khoai tây và táo.
+ Độ tươi của bánh nướng như bánh mì, bánh quy, bánh cracker.
+ Nhiều tính chất về độ cứng của sản phẩm thực phẩm được tìm thấy là sự kết hợp
giữa độ giòn, cứng và độ dai tạo nên sản phẩm thành công.
+Cá, tôm đông lạnh và những sản phẩm thực phẩm khác yêu cầu chế biến cẩn thận
và các nhà công nghệ tìm ra các tham số tối ưu thông qua việc kiểm tra sự thay đổi đó.
4
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công

Những phương pháp đóng gói mới và giảm ảnh hưởng của lực tĩnh điện tăng cải
thiện thời gian bảo quản của sản phẩm và các nhà khoa học cần đo một cách cẩn thận
những ảnh hưởng của những vấn đề như thế.
5
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
CHƯƠNG I: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẤU TRÚC
THỰC PHẨM
1.1. Cấu trúc thực phẩm
Cấu trúc thực phẩm là tất cả các thuộc tính cơ học, hình học, bề mặt của sản phẩm
được cảm nhận bởi cơ học, xúc giác, thị giác và các cơ quan cảm thụ khác của con người.
Những thuộc tính cấu trúc thực phẩm có thể là Test vật liệu (tính dẻo, tính dàn hồi,
…), phân tích cấu trúc( độ gãy vỡ, độ cứng, độ mềm, độ dẻo, độ dai,…), tính lưu biến (độ
nhớt….
Cấu trúc thực phẩm đầu tiên được nhận biết đầu tiên qua thị giác.Ở cái nhìn đầu
tiên, con người đã hình thành một sự đoán về cảm nhận cấu trúc của thực phẩm khi nó ở
trong miệng. Việc đánh giá các thuộc tính cấu trúc này phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm
ăn uống. Những thuộc tính có thể được dánh giá qua thị giác là: độ bóng, sự gồ ghề trên
bề mặt,…
Việc đánh giá cấu trúc bằng xúc giác có thể thực hiện trực tiếp bằng việc tiếp xúc,
thao tác trên thực phẩm với những ngón tay hoặc gián tiếp chạm vào thực phẩm thông
qua dao, nĩa…Các thuộc tính cấu trúc có thể được đánh giá bằng tay bao gồm: thuộc tính
cơ học (như lực ép), thuộc tính hình học (sờn, có sạn, ), thuộc tính ẩm (có dầu, ướt,…).
Tuy nhiên khi đánh giá mức độ của một thuộc tính cấu trúc nào đó, việc đánh giá
trong miệng lại chính xác hơn. Quá trình cảm nhận cấu trúc thực phẩm trong miệng gồm
ba giai đoạn:
+ Ban đầu là cảm nhận độ cứng, khả năng để phá vỡ thực phẩm trong lần
cắn đầu tiên.
+ Tiếp theo là cảm nhận từ độ nhai (chewiness), độ dính nhớt trong quá
trình nhai, sự ẩm ướt và béo ngậy của thực phẩm, cùng với sự cảm nhận kích
thước và thuộc tính hình học của những mẫu thực phẩm riêng lẻ.

+ Cuối cùng là sự cảm nhận tốc độ phá vỡ thực phẩm trong quá trình quá
trình nhai, sự giải phóng, hấp thụ hay bất kỳ sự bao phủ của thực phẩm lên miệng
hoặc lưỡi.
6
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Ngoài việc cảm nhận cấu trúc bằng cách nhai hay nhìn, tiếp xúc với thực phẩm thì
nghe cũng đóng vai trò rất quan trọng. Một thuộc tính vốn có của quá trình phá vỡ cấu
trúc thực phầm giòn là tạo ra âm thanh. Khi cắn thực phẩm khác nhau thì âm thanh phát
ra cũng khác nhau. Hai tiêu chuẩn cảm quan cơ bản để phân biệt những âm thanh phát ra
từ thực phẩm là độ lớn và tính liên tục hay gián đoạn của âm thanh.
Vai trò của cấu trúc thực phẩm (nó là một phần không thể thiếu trong kiểm
soát chất lượng):
+ Kiểm tra chất lượng để thiết lập một quy trình tiềm năng.
+ Dự đoán tính lưu biến của sản phẩm, nhận biết những tổn thương cơ học
tiềm tàng.
+ Phát hiện ra các sản phẩm mới.
+ Dùng để thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng.
+ Đáp ứng với nhu cầu chất lượng của khách hàng và cung cấp những sản
phẩm phù hợp.
+Định lượng được tuổi thọ của sản phẩm.
1.2. Phân loại thuộc tính cấu trúc thực phẩm
Thuộc tính cấu trúc có thể được chia nhỏ thành nhiều loại khác nhau.Những phân
loại này được thể hiện trong bảng 1.1.Ngày nay những phân loại này vẫn được sử dụng
mặc dù chúng đã phát triển qua nhiều thập kỷ.
7
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Bảng 1.1. Bảng phân loại thuộc tính cấu trúc theo tác giả
Tác giả Phân loại Định nghĩa Ví dụ
Szczemiak,
1963

Thuộc tính cơ
học
Sự biến đổi của nguyên vật
liệu dưới tác dụng của sức
căng và áp suất.
Loại 1: cứng, kết cố,
Loại 2: giòn, mức độ
nhai (chewiness).
Thuộc tính hình
học
Những thuộc tính hình dạng
và kích thước.
Những thược tính hình dạng
và định hướng.
Trơn, nhẵn hay cứng,
có sạn,
Mềm nhão, dễ tách
thành từng mảnh, tinh
thể
Thuộc tính khác
Những cảm giác trong
miệng đặc trưng liên quan
đến sự cảm nhận hàm ẩm và
béo.
Trơ như có dầu, béo
ngậy.
Shermann,
1969
Loại 1
Những thuộc tính dùng phép

phân tích.
Hình dạng, kích thước của
hạt, sự phân hóa các hạt.
Thể tích khí, vị trí lỗ khí, sự
phân bố lỗ khí.
Loại 2
Sự kết hợp của hai thuộc
tính cấu trúc cơ bản (loại 1)
Độ đàn hồi, độ nhớ,
độ dính.
Loại 3
Sự kết hợp của hai hay nhiều
thuộc tính loại 2.
Độ sánh, độ cứng, độ
giòn.
Jowitt,
1974
Thuộc tính cấu
trúc chung.
Kết cấu, cấu trức, sự kết cấu.
Sự biến đổi của
nguyên liệu
dưới tác dụng
của sức căng ,
ứng suất.
Độ cứng, chắc và
mềm
Kết cấu của
nguyên liệu.
Hình dạng, kích thước của

hạt.
Hình dạng và sự sắp xếp của
các yếu tố thuộc kết cấu.
Mịn, nhiều nước.
Dễ tách thành từng
mảnh, xơ.
Cảm giác miệng
Xốp, nhiều nước,
mềm.
8
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
1.3. Một số phương pháp
1.3.1. Phương pháp phân tích cảm quan
Phân tích cảm quan là kỹ thuật sử dung các cơ quan cảm giác của con người để
tìm hiểu mô tả và định lượng các tính chất cảm giác của một sản phẩm thực phẩm như
màu sắc, hình thái, mùi, vị và cấu trúc.
Trong phân tích cảm quan các giác quan của người thử được sử dụng như một
dụng cụ đo. Các giác quan làm nhiệm vụ nhận thông tin như là màu sắc, mùi vị,…qua
phân tích, xử lý và đưa ra kết quả dưới dạng các giá trị ước lượng, so sánh và mô tả.
Việc đánh giá cảm quan cấu trúc sẽ cung cấp nhưng thông tin về sự tiếp nhận và
phản ứng của con người đối với cấu trúc như thế nào khi họ sử dụng sản phẩm. Để thu
đươc kết quả khách quan và đáng tin cậy, cần sử dụng một hội đồng cảm quan đã được
qua huấn luyện đánh giá cấu trúc.
+ Các phép thử phân biệt thì rất có ích khi cần xác định có sự tồn tại khác
nhau giữa các sản phẩm hay không.
+ Phép phân tích mô tả cần thiêt khi mục đích nghiên cứu định lượng hay
định tính các chất khác nhau.
+ Một phương pháp phổ biến để nghiên cứu định tính và định lượng sự
khác nhau của cấu trúc thực phẩm là phương pháp Texture profile analysis (TPA –
tạm dịch là phân tích mô tả cấu trúc, hay còn gọi là phương pháp STPA).

Phương pháp này đánh giá thuộc tính cấu trúc theo trình tự: Đầu tiên là các thuộc
tính bề mặt (nhìn trước khi nhai), tiếp đến là sự nén ép ban đầu (cảm nhận dựa trên lần
cắn đầu tiên), cảm nhận trong suốt quá trình nhai, phần còn lại (cảm nhận sụ thay đổi
trong suốt quá trình nhai và nuốt). Tron g quá trình đánh giá ngoài thuộc tính cơ học và
hình học, âm thanh phát ra cũng được cảm nhận.
1.3.2. Phương pháp phân tích bằng thiết bị
Ngoài phương pháp phân tích cảm quan để đánh giá cấu trúc, cấu trúc còn được
đánh giá bằng phương pháp đánh giá phân tích qua thiết bị (phương pháp công cụ). Yêu
9
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
cầu của phương pháp phân tích bằng thiết bị thường hợp lý với giá thành rẻ, năng suất
cao, mang tính khác quan và phép đo cấu trúc bằng thiết bị thường được phát triển với
mục đích thay thế phương pháp phân tích cảm quan. Phương pháp công cụ có thể chia
làm ba loại:
Phương pháp cơ bản (fundamental methods): bao gồm việc đo những thuộc
tính vật lý đã được định nghĩa rõ ràng, có nền tảng khoa học chặt chẽ, mà những thuộc
tính này nếu được đo một cách chính xác thì độc lập với những phương pháp đó. Những
thông số cơ bản chung như : Young’s modulus, độ nhớt,…
Phương pháp thực nghiệm (empirical methods):chỉ đo các thuộc tính vật lý của
thực phẩm. Đo những biến đổi không được định nghĩa rõ rang được chỉ ra theo kinh
nghiệm thực hành có liên quan đến cấu trúc đặc trưng. Phát biểu dựa trên kinh nghiệm và
quan sát, không có nền tảng khoa học chặt chẽ. Một số thiết bị sử dụng cho phương pháp
này như: Máy đo đâm xuyên, máy nén và máy cắt,…
Phương pháp mô phỏng (imitative methods):mô phỏng như hoạt động khi ăn
của con người , giống như quá trình nhai. Phép mô phỏng được thiết kế để mô phỏng một
quá trình giống như khi ăn thực phẩm. Một trong những kỹ thuật nổi tiếng của nhóm
phép đo mô phỏng là phương pháp được gọi là texture profile analysis (TPA). Phương
pháp mô phỏng hoạt động nhai của răng.
10
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công

CHƯƠNG II: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CỨNG TRONG
THỰC PHẨM
2.1. Độ cứng của thực phẩm
Độ cứng (hardness) là thuộc tính cơ học của cấu trúc liên quan đến cường độ lực
cẩn để làm cho sản phẩm biến dạng hoặc để có thể đâm xuyên qua thực phẩm.
+ Mềm (soft): cường lực tác động lên sản phẩm thấp. ví dụ: kem, bơ,…
+ Chắc (firm): cường độ lực vừa phải. ví dụ:
+ Cứng (hard): cường lực sử dụng cao. Ví dụ: kẹo,…
Nguyên tắc:là dưới áp lực p xác định, một đầu đo bằng vật liệu chọn trước có
hình dạng và kích thước nhất định, có thể xâm nhập vào vật liệu thử làm cho vật bị biến
dạng.Dựa vào đường cong lực và thời gian ta tính được các thông số cần tính.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo:
Dạng hình học của mẫu đo: dù chỉ là những bất thường nhỏ trên bề mặt của sản
phẩm cần kiểm tra cũng có thể gây ra những sai số rất lớn trong sự biến dạng.
11
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Hình 2.1. Ảnh hưởng của dạng hình học tới kết quả đo
Độ đồng đều của mẫu đo: sự đa dạng về cấu trúc là vấn đề thường gặp ở thực
phẩm. Đầu tiên ta phải xác định mức độ đa dạng của sản phẩm, sau đó chú ý tới sự phân
bố cấu trúc của một mẫu thực phẩm cụ thể.Thông thường những mẫu không đồng nhất sẽ
cho kết quả ít tương quan với cảm quan.
Ảnh hưởng của nhiệt độ: Độ lớn của cấu trúc đo giảm khi nhiệt độ tăng.
Ảnh hưởng của vận tốc nén: Đối với vật liệu có tính đàn hồi hay gần như đàn hồi
thì vận tốc đo ít ảnh hưởng, nhưng đối với thược phẩm có tính nhớ hay dẻo thì vận tốc đo
gây ảnh hưởng đáng kể.
Tốc độ thu nhận dữ liệu từ máy phân tích: Ta cần một khoảng thời gian để ghi
nhận kết quả dữ liệu về lục sinh ra. Sẽ là một vấn đề nghiêm trọng khi sử dụng thiết bị
ghi nhận theo cột. Vấn đề này sẽ ít gặp khi sử dụng máy tính nhưng ngay cả máy tính
cũng cần thời gian để ghi nhận số liệu và do đó sai số có thể xảy ra. Đặc biệt khi lực thay
đổi khá nhanh.

2.2. Một số phương pháp đo độ cứng
2.2.1. Phương pháp TPA (texture profile analysis)
Phương pháp (TPA) được phát triển khoảng 30 năm trước đây, hình thành cách thú
vị về phân tích một loạt các thông số cấu trúc chỉ qua một thử nghiệm.Nghiên cứu gần
đây đã chỉ ra mối quan hệ giữa thử nghiệm cơ học của thực phẩm và cấu trúc của thực
phẩm, được gọi là cấu trúc hồ sơ phân tích (TPA). Phương pháp TPA đo các thông số như
chewiness, gumminess, sự gắn kết và độ cứng…. Không chỉ định lượng cấu trúc của thực
phẩm, nó còn đánh giá sự phù hợp của các quá trình sản xuất.
Bản chất
Ý tưởng chính của phương pháp này là mộtlượng mẫu thực phẩm tương đương
với miếng cắn được ép hai lần liên tiếp. Kết quả thu được một đường cong thể hiện quan
hệ giữa lực và thời gian.Vài thuộc tính cấu trúc như độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn
hồi có thể được đánh giá từ đường cong này.
12
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Để phương pháp TPA giống như một quá trình nhai thật sự, người ta bôi trơn vừng
tiếp xúc giữa mẫu và thiết bị.Những chất bôi trơn (như dầu thực vật thô) được sử dụng để
bắt trước sự chuyển động trong miệng.
Phương pháp (TPA):
Phương pháp TPA bao gồm hai chu kì gồm nén và giảm nén. Mẫu có thể bị ép
đến 90%. Quan hệ lực/thời gian lực và lực /biến dạng sẽ được ghi lại trong những chu kì
nén và giảm nén.
Hình 2.2. Biểu đồ mối tương quan giữa lực và thời gian
Từ đường cong lực /thời gian, ta có thể tìm được nhiều thông số cấu trúc như khả
năng gãy vỡ, độ cứng, tính dai, tính co giãn sẽ được rút ra. Phương pháp này được sử
dụng để đo cấu trúc hầu hết các loại thực phẩm như lê, đào, thịt bò, bơ cheddar, quả hồ
đào …
+ Độ cứng của thực phầm được xác định trên các nén đầu tiên (hoặc cắn) là
chiều cao của đỉnh lực, là lực tối đa trong chu kỳ đầu tiên của nén.
13

Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
+ Khả năng gãy vỡ: là điểm nút gãy đặc biệt đầu tiên trong lần nén thứ nhất
(N).
+ Độ kết cấu là tỉ số của diện tích phần đường cong âm trong lần nén thứ
hai và lần nén thứ nhất.
+ Lực cắn (gumminess) là năng lượng cần thiết nghiền một mẫu thực phẩm
bán rắn .được tính bằng thông số tính bằng độ cứng nhân với độ kết cấu.
Hình 2.3. Biểu đồ độ cứng của thực phẩm theo phương pháp TP
Hình 2.4. Biểu đồ tính chất vật lý Stringiness và springiness của thực phẩm
Hình 2.5.Kết cấu (cohesiveness) của thực phẩm theo phương pháp TPA
2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng
+ Kích cỡ và kích thước mẫu.
+ Nhiệt độ của mẫu, môi trường.
14
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
+ Vị trí đặt mẫu so với thiết bị đo.
+ Hiệu ứng chân đế khi đầu đo nén xuống bề mặt mẫu.
+ Tuổi thọ mẫu.
+ Tính chất bề mặt.
2.2.3. Ưu và nhược điểm
Ưu điểm:
+ Kết quả có độ tin cậy cao, chính xác.
+ Là cầu nối với phương pháp cảm quan.
+ Việc lặp lại các thao tác nhiều lần giúp ta có thể tính toán được các đặc tính
cấu trúc.
+ Đa chức năng, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp.
Nhược điểm:
+ Thiết bị phức tạp, giá thành cao.
+ Phải kết hợp với máy tính.
+ Chịu ảnh hưởng của kích thước và hình dạng của mẫu.

2.2.2. Phương pháp đâm xuyên
Thiết bị đâm xuyên dựa trên phương pháp đo bằng cách đâm xuyên qua sản phẩm,
đo khả năng chống lại của sản phẩm đối với lực đâm xuyên hay tổng độ sâu đâm xuyên.
2.2.2.1. Bản chất
Dưới tác dụng của lực vật bị biến dạng đến mức độ nào đó bị phá vỡ và bị xuyên
qua.Đô được lực lớn nhất làm vật bị xuyên qua sẽ đánh giá được độ cứng của sản phẩm.
Đối với phương pháp đâm xuyên cũng gần giống như phương pháp nén ép nhưng
trụ tác dụng lực chỉ là một que có tiết diện nhỏ.
Phương pháp đâm xuyên và phương pháp nén ép đo lực phá vỡ rồi tính toán tỉ lệ
giữa lực và sự phá vỡ (force/deformation).
15
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
2.2.2.2. Yếu tố ảnh hưởng
Bản chất thực phẩm, một sản phẩm mềm sẽ cho lực đâm xuyên thấp hơn một sản
phẩm cứng.
Kích thước và hình dạng đầu đo.
Số lượng đầu đo được sử dụng.
Độ đâm xuyên.
Tốc độ di chuyển của đầu đo trong trường hợp đánh giá các loại thực phẩm có tính
nhớt đàn hồi do chúng nhạy cảm với độ biến dạng.
Đế đỡ: không phù hợp sẽ tạo lỗi và ảnh hưởng đến kết quả.
2.2.2.3. Ưu và nhược điểm
Ưu điểm:
+ Thiết bị đơn giản và cho kết quả nhanh.
+ Dễ biểu diễn, cho dù sử dụng bằng tay hay bằng môtơ máy.
+ Sử dụng được ở hầu hết các nơi.
+ Có thể phân biệt nhanh chóng giữa các mẫu thử.
+ Thích hợp cho nhiều loại thực phẩm khác nhau nếu chọn được đầu đo thích
hợp. Điểm đặc biệt của phương pháp đâm xuyên là rất hữu dụng trong trường hợp
kích thước và hình dạng của mẫu rất khác nhau.

+ Thích hợp đối với các loại thực phẩm không đồng nhất.
Nhược điểm:
Không có khả năng đo một lúc nhiều thuộc tính của sản phẩm.
16
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
2.3.Phương pháp sử dụng lực nén
2.3.1. Nguyên lý
Phương pháp nén ép gồm hai lực tác dụng lên thực phẩm cho đến khi thực phẩm
chảy qua lỗ thoát dưới dạng một hay nhiều khe rãnh hay lỗ hổng trong bộ phận đựng
mẫu.
Thực phẩm sẽ bị nén cho tới khi cấu trúc bị gãy, hư hỏng và bị đẩy ra qua các khe
hở. Thông thường người ta sẽ đo lực lớn nhất cần thiết để đật tới sự ép và sử dụng làm
chỉ số chất lượng cấu trúc của thực phẩm.
Loại phép thử này được áp dụng với các loại dung dịch nhớt, gel, chất béo, rau
quả tươi và rau quả đã qua chế biến. Do sự ép đòi hỏi thực phẩm phải chảy dưới dạng áp
suất nên có lý do để ứng dụng trên các loại thực phẩm sẽ chảy hoàn toàn dưới tác dụng
của ứng lực và không sử dụng cho các loại thực phẩm không dễ dàng chảy ra như bánh
mì, bánh bông lan, bánh cookie, nhũ cốc và kẹo.
Có hai hoại chính:
Phép thử nén một trục : Mẫu sẽ bị nén theo một hướng và bị biến dạng theo hai
hướng còn lại. Tấm ép dùng để nén nên có đường kính lớn hơn đường kính của mẫu thực
phẩm. Thường được sử dụng rộng dãi với các thực phẩm rắn (thường chia làm hai loại):
+ Nhóm 1: Không phá hủy cấu trúc. Lực nén được giữa trong khoảng nhỏ
đảm không không gây ra sự gãy, vỡ hay bất kỳ tổn hại không thuận nghịch với
mẫu.
+ Nhóm 2: Phá hủy cấu trúc. Lực nén tăng đến mức làm cho mẫu thực
phẩm bị gãy, vỡ gây ra những hư hỏng không thuận nghịch.
+ Nén một trục cũng được sử dụng đối với thực phẩm bán rắn trong trường
hợp mẫu không bị gãy, nứt mà chảy ra hai hướng, được gọi là “sự ép bôi trơn
không hoàn toàn”.

17
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Phép thử nguyên khối: Mẫu bị nén theo ba hướng, thường bởi áp suất của
nước.Gây ra sự thay đổi về thể tích nhưng hình dạng không đổi.
18
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Hình 2.6.Giản đồ đơn giản của một thiết bị nén ngược
(a) Pit-tông đi xuống và bắt đầu tiếp xúc với bề mặt thực phẩm.
(b) Thực phẩm bị ép xuống và nước bị ép ra.
(c) Thực phẩm bị ép qua các khe hở.
Theo Voisey (1972) thì tốc độ của đường cong phần bị nén có thể chia làm 4
loại:
+ Lực giảm nhanh chóng khi sựnén tăng: biểu thị mẫu bị nén cho tới khi sự
hư hỏng lớn xuất hiện, biểu hiện chống lại sự trượt.
+ Lực giảm chậm: biểu lộ sự chóng lại sự trượt và sự ép và có thể cả độ
dính của mẫu đối với ngăn đựng mẫu
+ Gần như là đường thẳng biểu thị: sự trượt lên nhau thành các lớp liên tiếp
của vật liệu hay xuất hiện đồng thời sự trượt, sự ép và sự dính.
Lực tăng nhanh khi sự ép tăng: biểu thị ngoài việc mẫu bị nén thì còn có
hiện tượng dính, ép và trượt.
19
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Bề rộng của khe cũng ảnh hưởng đến tính đều đặn của lực trong vùng nằm ngang,
đặc biệt đối với một số thực phẩm dạng hạt. Khi bề rộng khe hỡ hẹp thì vùng bình ổn về
lực sẽ ít đều hơn, cho đến khi bề rộng của khe hở rất bé thì lực sẽ dao động nhanh dọc
theo vùng nằm ngang. Người ta nghiên cứu trên hạt đậu xanh và rút ra kết luận khe hở có
bề rộng là 4mm cho kết quả tốt nhất.
2.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng
Điều kiện của phép thử ảnh hưởng đến kết quả đo.
`+ Kích thước của mẫu.

+ Tuổi thọ của mẫu.
+ Đầu đo sử dụng.
+ Vị trí và kiểm soát mẫu.
Điều kiện của mẫu ảnh hưởng tới kết quả đo.
+ Công thức và thành phần cấu tạo.
+ Phương pháp xử lý.
+ Điều kiện dự trữ.
2.3.3. Ưu và nhược điểm
Ưu điểm:
+ Dễ dàng tiến tiến hành, nhanh chóng
+ Lực cần thiết để ép lúc ban đầu không phụ thuộc vào khối lượng của mẫu
thử nên không mất thời gian để cân từng mẫu
+ Không bị ảnh hưởng bởi lượng nước tự do
+ Yêu cầu lâu chùi sau mỗi lần sử dụng không cần tỉ mỉ và không cần thiết
lau khô ngăn chứa mẫu.
20
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
Nhược điểm:
+ Ngăn chứa mẫu đòi hỏi mức độ lực lớn có thể vượt qua khả năng chịu lực
của các máy phân tích thông thường.
+ Phải đảm bảo xy lanh đi xuống phải ở vị trí chính giữa bộ phận chứa mẫu
ép để bề rộng của khe hở quanh chu vi cố định.
21
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CỨNG VÀ
ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ CỨNG CỦA BÁNH
3.1. Giới thiệu một số loại thiết bị đo cấu trúc thực phẩm
Hình 3.1. Thiết bị Chatillon MT150
Thiết bị ChatillonMT150 (hình 1) phù hợpđể xác địnhđộ cứng củatrái cây
vàrau.Nó sử dụng một cái cơ hoặc một lực số cầm tay để đo độ bền kéo hoặc độ

nén.Cácthử nghiệm có thểđược thực hiện với một đòn bẩyhoặcbánh xe cầm tay, trong
khimột dụng cụ chỉ thị kỹ thuật số hoặc thước đo có thểđược sử dụngđể đo độ sâuđâm.
Dòng thiết bị ChatillonLTCM-100 được sử dụng để đođộ cứng,nénđùn, độ cắt, độ kéo
Nó có bộ công tắc tùy chọnđể kiểm soáttốc độthử nghiệmvà hướng thử nghiệm. Một
thước đo lực kỹ thuật số được sử dụng để xác định lực ở đỉnh để kiểm tra độ cứng của
22
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
mẫu. Độ chính xác của lực đạt được lên đến 0,1% toàn thang đo.Các thử nghiệmlà rất
thích hợpchocácphòng thí nghiệm, phòng bảo đảm chất lượnghoặcsản xuất,môi trường
nghiên cứu.
Hình 3.2. Thiết bị TAPlus
TAPlus là loại thiết bị phân tích cấu trúc thực phẩm đạt hiệu suất cao và hoàn
toàn tự động. Phân tích cấu trúc cơ khí, với một thử nghiệm cấu trúc hiệu chuẩn do các
phần mềm sử dụng các thuật toán cơ bản, loại bỏ tất cả các yếu tố chủ quan từ các thử
nghiệm. Dễ vận hành, khả năng phân tích cấu trúc thực phẩm được thiết kế cho cả phân
tích cấu trúc thông thường và phân tích cấu trúc tinh vi sử dụng thử nghiệm vật liệu và
phần mềm điều khiển (Lloyd Instruments). Đọc các phép đo chính xác đến ± 0,5% và tốc
độ chính xác đến <0,2%. Hệ thống tiêu chuẩnbao gồm cáccông cụcơ bản,khay hệ
thốngnhỏ giọt, cơ sởkiểm nghiệm thực phẩm, và thăm dò nửa inchcho các ứng dụngthông
thường.Ổ đĩa hệ thốngkhép kíncho phépđiều khiển thiết bịchính xáctrong quá trìnhthử
23
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
nghiệm. Điều này cho phépđochiều caomẫuchính xácđể kiểm tramẫuvới mộttỷ lệ phần
trămcủakích thước ban đầucủa chúng, vớikhả năng điều chỉnhtốc độ thử nghiệmliên quan
đếnkích thướcmẫu. Máy phân tíchcó khu vựclàm việckhá lớnđể chứamẫu lớn,và có thể
đượctrang bịmột loạt cácthiết kếđặc biệtcấu trúccố địnhthực phẩm vàđầu dòcũng
nhưkẹpđa năngcho các ứng dụngchungnhư kiểm trabao bì. Điều khiển thông quaphần
mềmNEXYGENPlusdễ dàng.
Đặc
tính

thiếtbị
+Que đâmxuyên
phẳng
sửdụngcho phépthửđâmxuyên.
+ Que đâm xuyên Magness-Taylor sử dụng cho rau quả.
+Bangàmkhôngkhóa
nhằmgắn
và thay đổiqueđâmxuyên
.
+ Các que đâm xuyên được làm bằng thép có phủ nikel hoặc thép không
rỉ tránh sự ăn mòn.
+ Que đâm xuyên hìnhcầu hoặc hình côn sử dụng cho các vật liệu khác
24
Hình 3.3. Thiết bị đâm xuyên Instron và que đâm xuyên
Báo cáo môn vật lý thực phẩm GVHD: Nguyễn Thành Công
nhau.
Mô
tảthiếtbị
Thiết
bị
catalog số 2830-005 là một b
ộ
bao gồm
đầu
dò hình trụ có đáy
phẳng
cho phép thử đâm xuyên. Đường k
í
nh của
đầu

dò từ 1.57 mm
đến
12.7 mm
.
Đầu
dò dài 152 mm được làm từ hợp kim có nickel
tăng
độ
bền
và chống
ă
n
mòn.
Loại
catalogue 2830-015 là bộ
đầu
dò Magness-Taylor. Bộ que đâm xuyên này
gồm 2 que dò có đường kính 7.9 mm và 11.1 mm. Mỗi que dò có rãnh
khoảng
8.8 mm tính từ
vị
trí cuối cùng
để
xác
đ
ị
nh độ đâm sâu. Que dò 7.9 mm có bán kính
cuối
khoảng
4.95 mm. Que dò 11.1 mm có bán kính cuối là 8.8 mm

.
Cá que dò với
góc côn khác nhau và hình
cầu
có trong bộ
thiết
bị.
Nhóm có catalog số 2830-036
có 3 ngàm
nhằm
móc vào que đâm xuyên
gắn
vào h
ệ
thống. Ngàm có
thể cắm
sâu vào que đâm xuyên
đến
13 mm theo đường k
í
nh
.
Kiểu thiết kế
không có ngàm
bám
tiện
lợi cho thay đổi que đâm xuyên
.
Nguyên
tắcvận

h
à
nh
Các que đâm xuyên (đáy
phẳng) tạo
ra ứng
suất
nén lên
mẫu kiểm
tra. Lực
c
ầ
n
thiết để tạo
ra sự
biến dạng
khi que đâm xuyên đâm thủng
mẫu
liên quan
đ
ế
n
tính
chất cấu
trúc như độ cứng và độ
chắc
của
mẫu.
Các que đâm xuyên
Magness-Taylor được sử dụng đo tính

chất cấu
trúc của
thịt
quả.
Tuy nhiên, v
ỏ
mẫu
được
loại
bỏ và lực
cần thiết để
đo đưa que đâm xuyên tới độ sâu 8.8 mm
được ghi
nhận
là ứng
suất
dư sinh học (bioyield
f
orce)
Các que đâm xuyên hình côn
tạo
ra sự
biến dạng
trên
mẫu chạy
song song
v
ớ
i
về mặt

côn. Lực
cần thiết
cho quá trình này liên quan
đến cấu
trúc của
mẫu
bán
rắn
như kem, bơ, pho má
t
…
.
Phạm vi ứng dụng: bơ và margarine, pho mát, kẹo cao su, kẹo dạng gel, kẹo
dẻo, cá, kem, rau quả
.
25